《高中化學》專題突破卷10化學反應速率與化學平衡（二）（解析版）

專題突破卷10化學反應速率與化學平衡（二）（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）考點04化學反應的方向、化學反應的調(diào)控考點05化學反應速率與化學平衡圖像一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項是符合題目要求的）1．實現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”的一項重要課題就是如何將CO2轉化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應過程中能量的變化如圖，下列關于該反應的說法正確的是()A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0【答案】D【解析】由方程式可知，該反應的ΔS<0，由題圖可知該反應的ΔH<0，D項正確。2．（24-25高三上·湖北·階段練習）在-30℃時，陽離子和分子耦合生成陽離子，反應中自由能變化示意圖如下。下列說法正確的是A．該過程可以自發(fā)進行 B．三種微粒互為同素異形體C．有兩種化學環(huán)境的磷原子 D．單電子氧化可制備分子【答案】A【解析】由圖可知，產(chǎn)物總自由能小于反應物總自由能，即，反應可自發(fā)進行，A正確；同素異形體是指由同種元素組成而性質(zhì)不同的單質(zhì)，和是離子，不是單質(zhì)，則三種微粒不互為同素異形體，B錯誤；中所有磷原子均為sp3雜化，只有一種化學環(huán)境的磷原子，C錯誤；制備需要得到一個電子，發(fā)生還原反應，D錯誤。3．(2024·遼寧朝陽中學聯(lián)考)下列說法不正確的是()A．Na與H2O的反應是熵增的放熱反應，該反應能自發(fā)進行B．反應NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的ΔH<0C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同D．Hg(l)＋H2SO4(aq)=HgSO4(aq)＋H2(g)常溫下不能自發(fā)進行，說明ΔH>0【答案】C【解析】Na與H2O反應生成NaOH和H2，該反應有氣體生成且放熱，為熵增的放熱反應，能自發(fā)進行，A項正確；該反應的ΔS<0，在室溫下可自發(fā)進行，則ΔG＝ΔH－TΔS<0，該反應的ΔH<0，B項正確；FeCl3和MnO2都可以催化H2O2分解，加快分解速率，但同等條件下二者對H2O2分解速率的改變程度不同，C項錯誤；該反應在常溫下不能自發(fā)進行，則ΔG＝ΔH－TΔS>0，又因ΔS>0，所以ΔH>0，D項正確。4．(2024·江西紅色十校模擬)溫度為T℃時，向某密閉容器中分別加入足量活性炭和1molNO2，發(fā)生反應2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH，并達到平衡。下列說法正確的是()A．使用催化劑可以改變該反應的ΔH和活化能B．粉碎活性炭固體，正反應速率增大，平衡正向移動C．降低壓強，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大D．恒壓下，充入稀有氣體，利于提高NO2的轉化率【答案】D【解析】使用催化劑可降低反應的活化能，但不能改變該反應的ΔH，故A錯誤；粉碎活性炭固體，可增大反應物間的接觸面積，從而加快反應速率，但對平衡無影響，故B錯誤；平衡常數(shù)K為溫度函數(shù)，不受壓強影響，故C錯誤；恒壓下，充入稀有氣體，容器體積增大，平衡向氣體分子數(shù)增大的正向進行，從而利于提高二氧化氮的轉化率，故D正確。5．下列對化學反應的預測正確的是()選項化學方程式已知條件預測AA(s)=B(g)＋C(s)ΔH>0它一定是非自發(fā)反應BA(g)＋2B(g)=2C(g)＋3D(g)能自發(fā)反應ΔH一定小于0CM(s)＋aN(g)=2Q(g)ΔH<0，自發(fā)反應a可能等于1、2、3DM(s)＋N(g)=2Q(s)常溫下，自發(fā)進行ΔH>0【答案】C【解析】A(s)=B(g)＋C(s)為氣體系數(shù)增大的反應，ΔS＞0，ΔH＞0，在高溫條件下能自發(fā)進行，故A錯誤；A(g)＋2B(g)=2C(g)＋3D(g)為氣體系數(shù)增大的反應，ΔS＞0，所以當ΔH＜0時，一定滿足ΔH－TΔS＜0，反應一定能夠自發(fā)進行，當ΔH＞0時，高溫下，ΔH－TΔS＜0成立，也可以自發(fā)進行，故B錯誤；M(s)＋N(g)=2Q(s)為氣體系數(shù)減小的反應，ΔS＜0，當ΔH＞0時，ΔH－TΔS＞0，一定不能自發(fā)進行，故D錯誤。6．（2024·山東聊城·二模）我國科學家研發(fā)出一種新型雙溫催化劑，該催化劑催化和合成(反應體系溫度為495℃)的原理如圖所示，下列分析錯誤的是A．“熱”上的變化屬于焓增、熵增的變化B．“熱”有利于快速轉化為NC．“冷”低于體系溫度，有利于提高合成氨反應速率D．該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反應速率和平衡產(chǎn)率的矛盾【答案】C【解析】由圖可知，“熱”上的變化為：N2=N，“冷”上發(fā)生的變化為：H2=3H，氮原子和氫原子在“冷”上生成氨氣，合成氨反應為放熱反應，“熱”高于體系溫度，有利于氮氮共價鍵的斷裂，加快反應速率，“冷”低于體系溫度，有利于平衡向正反應方向移動，提高氨氣的產(chǎn)率。由分析可知，“熱”上的變化為：N2=N，氮氣分子發(fā)生共價鍵斷裂的變化為焓增、熵增的變化，A正確；由分析可知，“熱”高于體系溫度，有利于氮氮共價鍵的斷裂，加快反應速率，B正確；由分析可知，“冷”低于體系溫度，有利于平衡向正反應方向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，但降低溫度不利于提高合成氨反應速率，C錯誤；由分析可知，“熱”高于體系溫度，有利于氮氮共價鍵的斷裂，加快反應速率，“冷”低于體系溫度，有利于平衡向正反應方向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，所以該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反應速率和平衡產(chǎn)率的矛盾，D正確。7．（23-24高三上·河北石家莊·階段練習）在不同壓強下向密閉容器中充入X、Y、Z三種氣體，發(fā)生反應，實驗測得平衡時Z的物質(zhì)的量分數(shù)與溫度(T)的關系如圖所示。下列說法錯誤的是A．該反應的B．該反應的C．、大小比較：D．a(chǎn)、b兩點對應的逆反應速率：【答案】A【解析】根據(jù)方程式可知，該反應是氣體體積減小的反應，，A錯誤；由圖可知，隨著溫度的升高，Z的物質(zhì)的量分數(shù)逐漸減小，說明平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，即，B正確；該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，Z的物質(zhì)的量分數(shù)增大，所以，C正確；a點壓強高于b點，溫度也高于b點，所以，D正確。8．（2024·廣東惠州·三模）一定條件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可與HCl發(fā)生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產(chǎn)物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是A．反應活化能：反應I<反應ⅡB．反應焓變：反應I<反應ⅡC．增加HCl濃度不會改變平衡時產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ【答案】B【解析】短時間里反應I得到的產(chǎn)物比反應Ⅱ得到的產(chǎn)物多，說明反應I的速率比反應Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應活化能：反應I<反應Ⅱ，A正確；反應I、Ⅲ為放熱反應，根據(jù)蓋斯定律，反應Ⅱ也是放熱反應，相同物質(zhì)的量的反應物，反應I放出的熱量小于反應Ⅱ放出的熱量，反應放出的熱量越多，其焓變越小，因此反應焓變：反應I>反應Ⅱ，B錯誤；由圖可以看出產(chǎn)物I和產(chǎn)物Ⅱ存在可逆反應，則產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比值即該可逆反應的平衡常數(shù)K，由于平衡常數(shù)只與溫度有關，所以增加HCl濃度平衡時產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例不變，C正確；根據(jù)圖中信息，選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ，D正確。9．（2024·河北邯鄲·一模）對于放熱的可逆反應，某一給定轉化率下，最大反應速率對應的溫度稱為最適宜溫度。反應在催化劑作用下原料的總轉化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、原料的總平衡轉化率與溫度(曲線Ⅱ)的關系曲線示意圖最合理的是A． B．C． D．【答案】C【解析】對于放熱的可逆反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，該反應的最適宜溫度為催化劑的催化活性最好時所對應的溫度，在該溫度下化學反應速率最大，SO2的轉化率也最大；當溫度高于最適宜溫度后，催化劑的催化活性逐漸減小，催化劑對化學反應速率的影響超過了溫度升高對化學反應速率的影響，因此化學反應速率逐漸減小，SO2的轉化率也逐漸減?。挥捎谠摲磻獮榉艧岱磻?，隨著溫度的升高，SO2的平衡轉化率減小；由于反應混合物與催化劑層的接觸時間較少，在實際的反應時間內(nèi)反應還沒有達到化學平衡狀態(tài)，故在相應溫度下SO2的轉化率低于其平衡轉化率。因此，反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的轉化率與最適宜溫度(曲線I)、平衡轉化率與溫度(曲線Ⅱ)的關系曲線示意圖可表示如下：，選C。10（24-25高三上·江西·開學考試）一定溫度下，向一密閉容器中充入和足量發(fā)生反應：測得平衡時的物質(zhì)的量與壓強的關系如圖所示。下列敘述正確的是A．上述正反應在較低溫度下能自發(fā)進行B．曲線Ⅰ代表CH4的物質(zhì)的量與壓強的關系C．CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2：1時達到平衡狀態(tài)D．M點氣體產(chǎn)物總分壓與氣體反應物分壓之比等于2【答案】D【解析】正反應是吸熱、熵增反應，在較高溫度下能自發(fā)進行，A項錯誤；增大壓強，平衡向左移動，曲線Ⅱ代表的物質(zhì)的量與壓強的關系，B項錯誤；消耗速率與CO消耗速率為之比1∶2時達到平衡狀態(tài)，C項錯誤；M點當P=2MPa時，平衡時n(CH4)=amol，n(H2)=n(NO)=amol，其他條件相同的情況下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，故M點氣體產(chǎn)物總分壓與氣體反應物分壓之比等于2a:a=2，D項正確。11．合成氨工藝是人工固氮最重要的途徑，已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，實際工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨的原料氣N2可通過分離空氣得到，H2可通過天然氣和水蒸氣轉化制得，原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8，常用工藝條件：鐵觸媒作催化劑、控制溫度773K、壓強3.0×107Pa。假設起始反應物N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶3，且總物質(zhì)的量不變，在不同壓強和溫度下，反應達到平衡時，體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)如下表所示400℃450℃500℃600℃20MPa0.3870.2740.1890.08830MPa0.4780.3580.2600.129則下列說法正確的是()A．上述任何條件下，反應達到平衡時N2和H2的轉化率之比均為1B．體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)越小，反應一定越先達到平衡C．反應達到平衡時，放出的熱量均為92.4kJD．600℃、30MPa條件下加入更高效的催化劑，平衡時NH3的物質(zhì)的量分數(shù)大于0.129【答案】A【解析】轉化量之比等于物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，充入時氮氣和氫氣的物質(zhì)的量之比為1∶3，轉化量之比也為1∶3，故轉化率相同，故A正確；反應是否達到平衡與氨氣的物質(zhì)的量分數(shù)大小無關，是否先達到平衡與溫度、壓強、濃度、催化劑有關，故B錯誤；反應中的ΔH＝－92.4kJ·mol－1，表示有1molN2完全反應時放出的熱量為92.4kJ，該反應為可逆反應，反應體系中始終存在反應物和生成物，若充入1molN2和3molH2，則達到平衡時轉化的N2小于1mol，則放出的熱量小于92.4kJ，故C錯誤；催化劑也不能改變平衡狀態(tài)，故D錯誤。12．（2025·廣東·一模）甲烷催化氧化為合成氣、的主要反應有：Ⅰ．Ⅱ．將與投入密閉容器中反應，不同溫度下，相同時間內(nèi)轉化率、H2選擇性與的選擇性[]隨溫度的變化如圖所示，下列說法正確的是A．時，副反應Ⅱ進行程度很小B．在時，容器中生成的CO2的物質(zhì)的量為C．反應Ⅰ在低溫下自發(fā)D．該過程中，低溫有利于合成氣的生成【答案】A【解析】時，H2選擇性和選擇性均接近，則副反應Ⅱ進行程度很小，A正確；在時，甲烷的轉化率為0.8，即，的選擇性為，即，則解得，，B錯誤；H2、的選擇性隨溫度升高而增大，則反應Ⅰ的，又因為反應Ⅰ的，反應Ⅰ在高溫下自發(fā)，C錯誤；反應Ⅰ的，升高溫度，平衡正向移動，有利于合成氣的生成，D錯誤。13．（23-24高三下·山東·階段練習）已知。在下列條件下發(fā)生該反應，測定平衡時數(shù)據(jù)如表所示：實驗編號實驗I實驗II實驗III起始投料2molSO2、1molO22molSO34molSO3溫度、壓強T℃、200kPa恒溫恒壓容器T℃、200kPa恒溫恒容容器T℃、400kPa恒溫恒容容器平衡時間t1t2t3能量放Q1kJ吸Q2kJ吸Q3kJc(SO2)c1(SO2、)c2(SO2)c3(SO2)轉化率(α)α1(SO2)α2(SO3)α3(SO3)下列說法錯誤的是A．B．且C．且D．且【答案】A【解析】若實驗II在恒壓條件下，與實驗I達到相同的平衡狀態(tài)，此時、、，但是實驗II在恒容條件下，相比恒壓條件下，分解的少了，則、、，兩個實驗溫度相同，平衡常數(shù)不變，根據(jù)可以推出。把實驗III容器從中間隔開，此時為兩個容器每個容器投料與實驗II相同，但是實驗III壓強大，反應速率快，達到平衡時時間短，A錯誤；實驗III容器相當于把兩個實驗II容器合并，合并恢復到原來體積，假設平衡不移動，此時對應、、，但是合并時，平衡向生成方向移動，則，B正確；由B可知，合并時，平衡向生成方向移動，，C正確；由B可知，合并時，平衡向生成方向移動，SO2的轉化率減小，且，D正確。14．（2025·廣東·一模）與在恒容容器的不同溫度下發(fā)生反應：，達到平衡時各組分的物質(zhì)的量濃度(c)隨溫度(T)變化如圖所示。下列說法正確的是A．該反應的B．曲線Y表示隨溫度的變化關系C．升高溫度，加快，減慢，平衡產(chǎn)率減小D．其他條件不變，與在℃下反應，達到平衡時【答案】D【解析】溫度升高，的平衡濃度增大，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，，A錯誤；結合方程式可知，的變化量為變化量的，則曲線Y表示隨溫度的變化關系，則曲線Z表示隨溫度的變化關系，B錯誤；升高溫度，加快，也加快，由于該反應，反應逆向反應速率增加程度更大，平衡產(chǎn)率減小，C錯誤；其他條件不變，與在下反應，等效于增大壓強，平衡時該反應向減弱這種改變的方向移動，由于該反應是氣體體積減小的反應，所以平衡正向移動，的濃度減小，減弱但不能抵消這種改變，則平衡時仍然大于與在下發(fā)生反應時的平衡濃度，D正確。15．（24-25高三上·湖南永州·階段練習）二氧化碳加氫制甲醇的過程中的主要反應(忽略其他副反應)為：①②下，將一定比例混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和的體積分數(shù)如圖所示。下列說法不正確的是A．處與處反應①的平衡常數(shù)不相等B．反應②的焓變C．處的的體積分數(shù)大于處D．混合氣從起始到通過處，CO的生成速率小于的生成速率【答案】D【解析】裝置為絕熱反應管，L4處與L5處的溫度不同，故反應①的平衡常數(shù)K不相等，A正確；由圖像可知，L1-L3溫度在升高，該裝置為絕熱裝置，反應①為吸熱反應，所以反應②為放熱反應，ΔH2<0，B正確；從L5到L6，甲醇的體積分數(shù)逐漸增加，說明反應②在向右進行，反應②消耗CO，而CO體積分數(shù)沒有明顯變化，說明反應①也在向右進行，反應①為氣體分子數(shù)不變的反應，其向右進行時，n(H2O)增大，反應②為氣體分子數(shù)減小的反應，且沒有H2O的消耗與生成，故n總減小而n(H?O)增加，即H2O的體積分數(shù)會增大，故L6處的H2O的體積分數(shù)大于L5處，C正確；L1處CO的體積分數(shù)大于CH3OH，說明生成的CO的物質(zhì)的量大于CH3OH，兩者反應時間相同，說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D錯誤。二、非選擇題（本題包括4小題，共55分）16．（15分）（23-24高三下·河南·階段練習）氨是重要的化工原料，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位。回答下列問題：(1)工業(yè)上通常采用鐵觸媒作催化劑，在400℃～500℃、10～30MPa，原料氣中和物質(zhì)的量之比為1.08：3的條件下合成氨，分析說明原料氣中過量的理由是。(2)若在1L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下反應：，其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表所示。T/℃200300400K0.5①試比較、的大小，(填“>”“<”或“=”)。②400℃時，反應中，當測得、和物質(zhì)的量分別為3mol、2mol和1mol時，則該反應(填“達到平衡狀態(tài)”“正向進行”或“逆向進行”)。(3)若在不同壓強下，以投料比的方式進料，反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)與溫度的計算結果如圖所示：(物質(zhì)i的摩爾分數(shù)：)①圖中壓強由小到大的順序為<20MPa<，判斷依據(jù)是。②當時，某溫度下。則該溫度下，反應的平衡常數(shù)(化為最簡式，為以平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×摩爾分數(shù))?！敬鸢浮?1)原料氣中相對易得，適度過量有利于提高的轉化率（2分）(2)①>（2分）②逆向進行（2分）(3)①（2分）（2分）該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，當溫度不變時，壓強越大，的摩爾分數(shù)越大（2分）②（3分）【解析】(1)從制備途徑而言，原料氣中氮氣相對易得，適度過量有利于增大反應物濃度，使平衡向正反應方向移動，從而提高氫氣的轉化率。(2)①合成氨反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，反應的平衡常數(shù)減小，則平衡常數(shù)大于。②400℃時，氨氣、氮氣和氫氣物質(zhì)的量分別為、和時，則容器中反應的濃度熵，則平衡逆向進行。(3)①該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，當溫度不變時，增大壓強，平衡向正反應方向移動，氨氣的摩爾分數(shù)增大，由圖可知，、、條件下氨氣的摩爾分數(shù)依次增大，則壓強的大小順序為，故答案為：。②設起始時氮氣和氫氣的物質(zhì)的量分別為和，平衡時生成氨氣為，由題意可建立如下三段式：由氨氣的摩爾分數(shù)為0.2可得：，解得，氮氣、氫氣、氨氣的平衡分壓分別為、、，反應的平衡常數(shù)。17．（13分）（2025·北京·模擬預測）挑戰(zhàn)：“綠氫”的存儲、輸送成本和安全解決方案I：利用可再生資源生產(chǎn)綠氫和溫室氣體CO2生產(chǎn)甲醇是碳資源高效循環(huán)利用的有效途徑。CO2加氫氣制甲醇體系中，若不考慮生成烷烴和多碳醇等副反應，主要反應為：I：Ⅱ：Ⅲ：(1)計算反應I的焓變。(2)以250℃、5MPa、n(H2)/n(CO2)=3的平衡為基礎，探討溫度，壓強和原料氣組成對平衡的影響，以下說法錯誤的是___________。A．隨著溫度升高，甲醇的百分含量將降低B．隨著壓強增大，甲醇的產(chǎn)率將增大C．隨著n(H2)/n(CO2)的增加，CO的轉化率將下降D．若在原料氣里加入CO，則CO2轉化率將增大(3)若只關注反應I，氫氣和甲醇的燃燒熱分別為285kJ/mol和726kJ/mol，則綠氫生產(chǎn)綠甲醇的理論能量轉化效率為。(保留一位小數(shù))解決方案Ⅱ：合成“綠氨”運輸?shù)绞褂玫胤纸庵茪洹熬G氫”合成氨技術成熟，加壓10bar，25℃就可以液化，液體的存儲和輸運成本低，現(xiàn)有設備無需改造。“綠氨”具有零碳排放的特點，且其儲氫質(zhì)量能量密度可高達17.6wt。%，故而被視為是種非常具有競爭力且前景廣闊的儲氫載體。Ru基催化劑的物理化學性質(zhì)(部分單位省略)樣品名稱Ru含量(理論值)(wt。%)Ru含量(wt。%)Ru分散度(%)H2消耗量Ru/Al2O31.001.091.010.201RuLa/Al2O31.001.040.110.247RuCs/Al2O31.000.971.910.193RuLaCs/Al2O31.000.993.010.595(4)加入Cs元素的作用是。(5)在400~500℃范圍內(nèi)，Ru基氨分解催化劑性能最佳的是。(6)合成氨反應是工業(yè)上至關重要的反應，與其有關的研究曾三獲諾貝爾獎，有人提出另一種制備氨的路線：，已知ΔG=ΔH-TΔS，當ΔG<0時，反應正向自發(fā)；當ΔG>0時，反應逆向自發(fā)。計算并說明該反應是否適合工業(yè)生產(chǎn)?！敬鸢浮?1)-49kJ/mol（2分）(2)CD（2分）(3)84.9%（3分）(4)提高Ru分散度，增強催化劑性能，增大氫氣消耗量（2分）(5)RuLaCs或者RLC（2分）(6)計算當ΔG=0時候的溫度，T=-9769K，從而說明反應不適合工業(yè)生產(chǎn)（2分）【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，反應I=反應Ⅱ+反應Ⅲ，故；（2）A．隨著溫度升高，反應I、Ⅲ逆向移動，反應Ⅱ正向移動，甲醇的百分含量將降低，A正確；B．隨著壓強增大，反應I、Ⅲ正向移動，甲醇的產(chǎn)率將增大，B正確；C．隨著n(H2)/n(CO2)的增加，相當于二氧化碳量不變的基礎上增加氫氣，反應Ⅲ正向移動，CO的轉化率將升高，C錯誤；D．若在原料氣里加入CO，反應Ⅲ正向移動，減少反應I的進行，則CO2轉化率將減小，D錯誤；答案選CD。（3）根據(jù)，則綠氫生產(chǎn)綠甲醇的理論能量轉化效率為；（4）通過表格數(shù)據(jù)分析，第3、4組中加入Cs后，分散度顯著提高，故加入Cs的作用是提高Ru分散度，增強催化劑性能，增大氫氣消耗量；（5）從圖中可以看出，在400~500℃范圍內(nèi)，轉化率最高的是RLC，故Ru基氨分解催化劑性能最佳的是RLC；（6）根據(jù)，當ΔG=ΔH-TΔS<0時，反應自發(fā)，數(shù)據(jù)代入計算出T<-9769K，故不適合工業(yè)生產(chǎn)。18．（15分）（23-24高三上·山西運城·期中）CO2的回收與利用是科學家研究的熱點課題，可利用CO2加氫合成甲醇。該工藝主要發(fā)生合成甲醇的反應Ⅰ和逆水汽變換反應Ⅱ。I．II．(1)反應Ⅰ能自發(fā)進行的條件是。(填“低溫”或“高溫”或“任意溫度”)(2)根據(jù)下表中的鍵能數(shù)據(jù)，計算?；瘜W鍵H—HC≡OO—HC=O鍵能/()4361071464803(3)在催化劑作用下發(fā)生上述反應Ⅰ、Ⅱ，達平衡時CO2的轉化率隨溫度和壓強的變化如下圖所示，則、、由大到小的順序為，壓強一定時，曲線隨溫度變化先降后升的原因。(4)在一定條件下，選擇合適的催化劑只進行反應Ⅱ．調(diào)整CO2，和H2初始投料比，測得在一定投料比和一定溫度下，該反應CO2的平衡轉化率如圖(各點對應的反應溫度可能相同，也可能不同)。①經(jīng)分析，E和G兩點對應的反應溫度相同，結合數(shù)據(jù)說明判斷理由。②已知反應速率，、分別為正、逆向反應速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)。C、D、E三點中最大的是，計算E點所示的投料比在從起始到平衡的過程中，當CO2轉化率達到20%時，?！敬鸢浮?1)低溫（2分）(2)+43kJ/mol（2分）(3)p1>p2>p3（2分）開始升溫時以反應Ⅰ為主，反應放熱，壓強一定時，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的平衡轉化率減?。簧咭欢囟群?，以反應Ⅱ為主，反應吸熱，壓強一定時，溫度升高，平衡正向移動，的平衡轉化率增大（3分）(4)①因為，平衡常數(shù)相同，反應溫度相同（2分）②C（2分）16（2分）【解析】（1）反應是熵減的放熱反應，，當使反應能自發(fā)進行，反應I能自發(fā)進行的條件是低溫。（2）=反應物的鍵能-生成物的鍵能=2×803+436-1071-2×464=。（3）根據(jù)圖中信息，反應①是體積減小的反應，反應②是等體積反應，固定溫度，從下到上，二氧化碳轉化率增大，則對反應②平衡不移動，反應①來說平衡正向移動，說明是加壓，因此P1、P2、P3由大到小的順序為P1>P2>P3；CO2平衡轉化率隨溫度變化先降后升的原因：開始升溫時以反應Ⅰ為主，反應放熱，壓強一定時，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的平衡轉化率減?。簧咭欢囟群?，以反應Ⅱ為主，反應吸熱，壓強一定時，溫度升高，平衡正向移動，的平衡轉化率增大；（4）①因為平衡常數(shù)只與溫度有關，故判斷溫度是否相同可通過計算平衡常數(shù)是否相同去分析。已知：Kx是以物質(zhì)的量分數(shù)表示的化學平衡常數(shù)。依據(jù)Kx的定義計算A、E和G三點對應的平衡常數(shù)，設參加反應的CO2為0.5mol，H2為1mol，E點列三段式有：，平衡后總物質(zhì)的量為mol，代入平衡常數(shù)表達式：Kx==。同理可求，E和G兩點的Kx=1，因為KE=KG=1，平衡常數(shù)相同，反應溫度相同。②已知反應速率v=v正－v逆=k正x(CO2)x(H2)－k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)。C、D、E三點中，因為進料比相同，但CO2轉化率C>D>E，所以推出TC>TD>TE,故三點中C點溫度最高，k正變化幅度最大；在達到平衡狀態(tài)E點的反應過程中，當CO2轉化率剛好達到20%時，===，E點平衡常數(shù)K=1，當CO2轉化率剛好達到20%時，列三段式有：Q=，==16；19．（12分）(2024·泰州模擬)甲烷是重要的資源，通過下列過程可實現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉化。(1)500℃時，CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應：CH4(g)＋H2O(g)?CO(g)＋3H2(g)CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)已知CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)ΔH＝－178.8kJ·mol－1。向重整反應體系中加入適量多孔CaO，其優(yōu)點是______________________________________。(2)CH4與CO2重整的主要反應的熱化學方程式為反應Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝246.5kJ·mol－1反應Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1反應Ⅲ：2CO(g)=CO2(g)＋C(s)ΔH＝－172.5kJ·mol－11．01×105Pa下，將n起始